Jarum suntik molekuler membuka jalan menuju pendekatan terapeutik baru

Sebuah tim dari Unige, Max Planck Institute for Molecular Physiology di Dortmund, dan Heinrich Heine University di Düsseldorf telah mengidentifikasi mekanisme serangan toksin TC yang diproduksi oleh bakteri tertentu.
Dari terobosan metode pengeditan gen CRISPR pemenang Hadiah Nobel hingga pengembangan vaksin mRNA COVID-19, kemampuan untuk memanipulasi biomolekul telah muncul sebagai salah satu kemajuan paling signifikan dalam sains dan kedokteran selama dekade terakhir. Bioteknologi baru ini membutuhkan pengetahuan yang tepat tentang mekanisme molekuler yang ada untuk meniru proses ini dengan cara yang terkontrol. Dalam upaya kolaboratif, sebuah tim internasional dari University of Geneva, Max Planck Institute of Molecular Physiology di Dortmund, dan Heinrich-Heine University di Düsseldorf telah mengungkap detail kunci ke dalam mekanisme di mana bakteri patogen tertentu menyuntikkan enzim mematikan ke dalam tuan rumah mereka. Pemahaman molekuler terperinci tentang berbagai langkah di balik proses ini menunjukkan potensi aplikasi racun TC dalam bioteknologi, seperti perangkat biomedis dan biopestisida. Temuan ini diterbitkan di Kemajuan Sains.
Racun TC adalah kompleks protein yang diproduksi oleh bakteri tertentu yang bertindak seperti jarum suntik kecil. Mereka menempel pada permukaan sel inang dan, ketika kondisinya benar, akhirnya menyuntikkan enzim berbahaya ke dalam sel. Mekanisme molekuler yang mendasari pelepasan toksin TC dan keracunan, termasuk aktivasi toksin, pengikatan reseptor, dan permeasi membran, telah dilaporkan sebelumnya, terutama oleh laboratorium Stefan Raunser di Max Planck Institute. Namun, wawasan terperinci tentang prosedur injeksi aktual masih kurang dipahami, karena pengetahuan saat ini hanya didasarkan pada pengamatan negara -negara awal dan akhir.
Mengamati dan menggambarkan mekanisme semacam ini pada tingkat molekuler sangat menantang.
Kemampuan untuk meniru atau mengendalikan cara -cara tindakan ini akan memungkinkan pengembangan terapi yang ditargetkan untuk infeksi bakteri, sistem pengiriman obat yang inovatif, dan biopestisida yang ramah lingkungan. Misalnya, sistem pengiriman obat yang inovatif bertujuan untuk meningkatkan ketepatan dan efektivitas perawatan, dengan memastikan bahwa obat -obatan dikirim langsung ke lokasi target dalam tubuh. Misalnya, sel kanker, meminimalkan kerusakan pada jaringan sehat. Meskipun demikian, kemampuan untuk mengatur strategi yang menjanjikan seperti itu membutuhkan pemahaman terperinci tentang proses infeksi alami yang ada
oleh racun seperti itu.
Pengamatan yang sangat menantang
Dalam karya terbaru oleh Unige, Max Planck Institute of Molecular Physiology dan Heinrich-Heine University of Düsseldorf, para peneliti menggunakan kombinasi teknik untuk mengungkap mekanisme injeksi seperti suntik suntik yang terperinci, dan spektrosisi fluoresensi TC: Cryo-Electron, spektrosisi molekul tunggal, dan spektrosisi-molekul tunggal, dan spektrosisi-molekul tunggal, dan spektroskopi molekul tunggal: TC-molekul single-molekul, single-molekul, dan spektrosisi fluoresensi molekul tunggal: TC: Cryo-Electron Microscopy, single-molekul fluoresensi molekul tunggal dan single-molekul tunggal: single-molekul single-electron, single-molekul single-microscule, single-molekul tunggal, single-electron, single-electric Spektroskopi resonansi paramagnetik elektron (EPR). Dr Svetlana Kucher, Asisten Penelitian dan Pengajaran Senior di Departemen Kimia Fisik di Fakultas Sains Universitas Jenewa, dan Penulis Pertama Penelitian, menjelaskan: “Kombinasi ini memungkinkan menangkap kedua struktur molekul waktu nyata dan dinamika curah, dengan demikian memberi kami gambar yang belum pernah terjadi sebelumnya dari mekanisme infeksi toksin TC “.
Enrica Bordignon, Profesor Penuh di Departemen Kimia Fisik dan Wakil Dekan Komentar Fakultas Sains Universitas Jenewa: “Itu adalah perjalanan kolaboratif yang menarik yang membawa kami ke kesimpulan bahwa mekanisme jarum suntik intuitif untuk injeksi toksin sebenarnya adalah banyak adalah adalah injeksi racun adalah adalah toxin adalah adalah banyak adalah racun adalah adalah toxin adalah adalah banyak adalah racun adalah adalah TOXIN adalah adalah banyak adalah racun adalah adalah TOXIN adalah adalah TOXIN adalah adalah TOXIN ADALAH adalah TOXIN ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH ADALAH OBAT TOXIN ADALAH ADALAH ADALAH OBAT TOXIN ADALAH Lebih kompleks dan termasuk jalur multi-negara.
Stefan Raunser, Direktur Pelaksana Institut Fisiologi Molekuler Max Planck, menjelaskan: “Mesin -mesin yang sangat tepat ini mungkin terdengar sederhana karena dengan mudah membuat dan menggunakan jarum suntik untuk menyuntikkan bahan pada tingkat skala manusia. Namun, mengamati dan menggambarkan mekanisme semacam ini ini Pada tingkat molekuler sangat menantang.